Vďaka tomuto princípu fungovania je táto technológia obzvlášť užitočná pre čisté oleje a iné viskózne kvapaliny, ale rovnaké vnútorné vôle, ktoré umožňujú presné posunutie, tiež vytvárajú dôležité limity. Viskozita, kontaminácia, unášaný vzduch, opotrebovanie, prietok a pokles tlaku, to všetko môže ovplyvniť výkon v reálnom-svete.
Nasledujúca príručka vysvetľuje princíp fungovania prietokomeru s oválnym ozubením od pohybu ozubených kolies až po elektrický výstup, potom ukazuje, ako tento princíp ovplyvňuje presnosť, vhodnosť aplikácie, inštaláciu a výber merača.
Čo je prietokomer s oválnym prevodom?
Prietokomer s oválnym ozubením je objemový prístroj obsahujúci dva oválne rotory vo vnútri tesne opracovanej komory. Ako kvapalina vstupuje, rozdielový tlak naprieč meračom spôsobí otáčanie rotorov. Vrecká vytvorené medzi rotormi a stenou komory nesú oddelené objemy od vstupu k výstupu.
V závislosti od mechanickej konštrukcie môžu rotory interagovať priamo alebo môžu využívať samostatné synchronizačné usporiadanie. Základný princíp merania je rovnaký: každý úplný pohyb zodpovedá predvídateľnému posunutému objemu.
Tento typ nástroja môžete vidieť na stránkerozsah prevodového prietokomerua konkrétnykonfigurácia prietokomeru s oválnym ozubením.
Základný mechanizmus je tiež zdokumentovaný v OMEGAtechnický manuál objemového merača, ktorý popisuje oválne rotory prenášajúce presný objem cez meraciu komoru počas otáčania.
Ako funguje prietokomer s oválnym prevodom?
1. Kvapalina vstupuje do meracej komory
Procesná kvapalina vstupuje do vstupu merača a vytvára tlakový rozdiel medzi vstupnou a výstupnou stranou rotorov. Tento tlak poskytuje mechanickú silu, ktorá otáča ozubené kolesá. Meracie prvky preto bežne nepotrebujú externý motor.
2. Definovaný objem je izolovaný
Keď sa jeden rotor pohybuje preč od steny komory, medzi povrchom rotora a krytom sa otvorí vrecko. Ten priestor vypĺňa kvapalina. Presné vnútorné vôle obmedzujú nekontrolovaný únik od vstupu k výstupu, takže väčšina kvapaliny sleduje zamýšľanú dráhu výtlaku.
Toto je kľúčový rozdiel medzi meraním pozitívneho posunu a inferenčnými technológiami: merač opakovane spracováva fyzikálne definovaný objem namiesto prvého merania rýchlosti a prevodu tejto hodnoty na objemový prietok.
3. Rotory prenášajú kvapalinu
Oba rotory sa ďalej otáčajú v synchronizovanom poradí. Kvapalina zachytená okolo vonkajšej strany každého rotora je unášaná smerom k výstupu, zatiaľ čo ďalšia komora sa plní na vstupe.
Jedným dôležitým bodom je, že presný počet udalostí posunutia na otáčku závisí od geometrie merača. Preto by to malo vychádzať z konštrukčných a kalibračných údajov výrobcu, a nie zo všeobecného predpokladu o všetkých meračoch oválneho prevodu.
4. Nameraný objem opustí glukomer
Keď naplnená komora dosiahne stranu po prúde, jej kvapalina sa vypustí. Ďalšia komora sa už plní, takže opakované otáčanie ozubeného kolesa vytvára takmer nepretržitý prenos jednotlivých objemov kvapaliny.
5. Rotácia sa stáva použiteľným signálom toku
Mechanický pohyb môže riadiť lokálny register alebo byť detekovaný elektronicky. Elektronické merače môžu na generovanie impulzov zodpovedajúcich pohybu rotora používať magnetický, Hallov{1}}efekt alebo iné snímacie zariadenia.
Impulzný signál je možné poslať na displej, PLC, dávkový regulátor aleboprietokový totalizátor. Prijímacia elektronika používa faktor merača na premenu týchto impulzov na akumulovaný objem a okamžitý prietok.
Ako sa vypočíta celkový objem a prietok?
Základný vzťah je jednoduchý:
Celkový objem=vytlačený objem na cyklus merania × počet cyklov
Prietok pridáva časovú zložku:
Prietok=nameraný objem ÷ uplynutý čas
Elektronické merače s oválnym ozubením bežne vyjadrujú tento vzťah prostredníctvom K-faktora alebo meracieho faktora, ktorý je často definovaný ako určitý počet impulzov na inžiniersku jednotku objemu. Ovládač, ktorý počíta tieto impulzy, môže sčítať kvapalinu, zatiaľ čo frekvencia impulzov udáva, ako rýchlo tento objem prechádza meradlom.
K-faktor by sa nemal považovať za ľubovoľné univerzálne číslo. Patrí ku konkrétnemu meraču a jeho kalibrácii. Pre meracie systémy, kde záleží na presnosti, použite faktor dodaný alebo stanovený počas kalibrácie, a nie výpočet z menovitých rozmerov prevodu.
Pokyny NISTkalibrácia prietokomeru kvapalinyilustruje, prečo sú faktor merača a jeho neistota súčasťou úplného výsledku merania. Ďalší obsah stránky na túto tému nájdete v príručke kmetódy kalibrácie prietokomerov kvapalín a sledovateľnosť.
Prečo záleží na viskozite?
Viskozita ovplyvňuje meranie oválneho prevodu dvoma rôznymi spôsobmi a pohľad iba na jeden z nich môže viesť k zlému výberu meracieho prístroja.
Po prvé, určitá kvapalina môže prechádzať cez malé medzery medzi pohyblivými a stacionárnymi komponentmi bez toho, aby bola plne reprezentovaná zamýšľaným cyklom posunu. Vo všeobecnosti sa to opisuje ako vnútorný únik alebo šmyk. Pri veľmi riedkej kvapaline môže byť únik cez tieto medzery výraznejší, najmä pri nízkom prietoku.
So zvyšujúcou sa viskozitou je prietok cez medzery vo všeobecnosti viac obmedzený. To je jeden z dôvodov, prečo objemové merače môžu dobre fungovať s viskóznymi olejmi a podobnými kvapalinami.
Vysoká viskozita však zvyšuje aj odolnosť proti pohybu. Na otáčanie rotorov môže byť potrebný väčší diferenčný tlak a pokles tlaku na merači môže stúpať. Pri dostatočne vysokej viskozite môže byť potrebné znížiť použiteľný maximálny prietok.
Návod KOBOLD naobjemové prietokomerynapríklad špecificky poznamenáva, že vysoko viskózne kvapaliny môžu vyžadovať znížený maximálny prietok, aby sa udržali tlakové straty v prijateľnom rozsahu.
Praktickou lekciou je, že viskozita by sa nikdy nemala hodnotiť samostatne. Skontrolujte ho spolu s prietokom, dostupným diferenčným tlakom, procesnou teplotou a veľkosťou merača.
Presnosť, opakovateľnosť a vnútorný sklz nie sú to isté
Špecifikácie prietokomerov často používajú niekoľko výrazov, ktoré sa dajú ľahko považovať za vzájomne zameniteľné.
Presnosťpopisuje, do akej miery sa uvedený výsledok zhoduje s referenčnou alebo akceptovanou hodnotou za špecifikovaných podmienok.
Opakovateľnosťopisuje, ako konzistentne prístroj vytvára rovnaký výsledok, keď sa meranie opakuje za rovnakých podmienok.
Merač môže byť vysoko opakovateľný a stále má systematickú chybu merania. Kalibrácia môže identifikovať a opraviť časť tohto systematického rozdielu, ale neodstraňuje mechanické problémy, nevhodné prevádzkové podmienky alebo meniace sa vlastnosti procesu.
Pri merači oválneho prevodu si osobitnú pozornosť zaslúži niekoľko faktorov.
Nízky prietok
Pri nízkom prietoku sa únik cez vnútorné vôle zväčší v porovnaní s celkovým množstvom prechádzajúcim cez meradlo. Aj keď sa absolútny sklz zmení len veľmi málo, jeho percento z nameranej priepustnosti sa môže zvýšiť. To pomáha vysvetliť, prečo si spodná hranica prevádzkového rozsahu zaslúži starostlivú pozornosť.
Aplikácie zamerané na malé množstvá by preto mali byť prispôsobené meraciemu prístroju dimenzovanému na skutočný prevádzkový rozsah, a nie jednoducho na pripojenie potrubia. Stránky webu naprevodové merače pre nízke prietokyposkytnúť dodatočný kontext pre tento typ aplikácie.
Teplota
Teplota ovplyvňuje materiály merača, ale mení aj kvapalinu. Olej môže byť pri studenom štarte podstatne viskóznejší ako po dosiahnutí prevádzkovej teploty procesu. Merač preto môže zaznamenať rozdielny pokles tlaku a sklz v rôznych bodoch toho istého výrobného cyklu.
Opotrebenie
Opotrebenie povrchov rotora, ložísk alebo meracej komory môže zmeniť vnútorné vôle. Väčšie vôle môžu zmeniť charakteristiky úniku a prípadne zmeniť výkon merača. Preto môže byť história kalibrácie užitočná: postupná zmena faktora merača môže naznačovať viac než len problém s elektronikou.
Strhnutý vzduch
Merač s oválnym ozubením meria objem, ktorý zaberá jeho meraciu komoru. Ak časť tejto komory obsahuje plyn namiesto zamýšľanej kvapaliny, rotor sa môže stále pohybovať a merač môže stále zaznamenávať posunutý objem. Zobrazený výsledok preto už nemusí predstavovať objem kvapaliny, ktorý operátor zamýšľal merať.
Kde fungujú prietokomery s oválnym prevodom dobre?
Najsilnejšie aplikácie vo všeobecnosti zahŕňajú čisté kvapaliny, kde je užitočné priame meranie objemu. Typické príklady zahŕňajú mazací olej, hydraulický olej, palivo, živicu, lepidlo, sirup, jedlý olej a kompatibilné procesné chemikálie.
Presný názov tekutiny nestačí na schválenie žiadosti. Jeho viskozita pri prevádzkovej teplote, čistota, chemická kompatibilita, tlak, očakávaný rozsah prietoku a prípustná tlaková strata musia byť ešte kontrolované.
Technológia oválneho ozubenia je tiež dôležitá pre dávkovacie a procesné-riadiace systémy, pretože opakované objemové premiestňovanie vytvára signál, ktorý možno sčítať alebo spočítať. Ďalšie príklady-orientované na aplikáciu sú k dispozícii v sekciách na stránkemeranie prietoku ozubeného kolesa pre riadenie procesuaaplikácie priemyselných prevodových prietokomerov.
Kedy je merač s oválnym prevodom zlou voľbou?
- Abrazívne alebo časticami -naložené kvapaliny:pevné častice môžu poškodiť blízke vnútorné povrchy alebo obmedziť pohyb rotora.
- Procesy s významným unášaným plynom:plyn, ktorý zaberá časť meracej komory, môže skresliť zamýšľaný výsledok objemu kvapaliny-.
- Systémy s veľmi obmedzeným dostupným diferenčným tlakom:mechanický posun spôsobuje stratu tlaku, najmä keď sa zvyšuje viskozita a prietok.
- Chemicky nekompatibilné kvapaliny:teleso, rotory, tesnenia, ložiská a iné zmáčané komponenty musia byť kompatibilné s procesným médiom.
- Aplikácie vyžadujúce priamy tok hmoty:merač s oválnym ozubením v zásade meria skôr objem ako hmotnosť.
Oválny prevod vs iné technológie prietokomerov
| Technológia | Charakteristika merania | Typický dôvod na zváženie |
|---|---|---|
| Oválny prevod | Pozitívne meranie objemu výtlaku | Čisté viskózne kvapaliny, dávkovanie a aplikácie s-nízkym prietokom |
| Turbína | Meranie rotora-v súvislosti s rýchlosťou | Čisté, relatívne voľne tečúce-kvapaliny tam, kde tlak a podmienky prietoku vyhovujú meraču |
| Elektromagnetické | Meranie rýchlosti na základe elektromagnetickej indukcie | Vodivé kvapaliny, vrátane mnohých vodných a chemických procesov |
| Coriolis | Priame meranie hmotnostného prietoku | Procesy vyžadujúce hmotnostný prietok, informácie o hustote alebo vysokú meraciu schopnosť pri meniacich sa podmienkach tekutín |
Toto sú všeobecné rozdiely, nie univerzálne pravidlá výberu. Čitatelia, ktorí porovnávajú technológie, môžu skontrolovať stránkyturbínové prietokomery, elektromagnetické prietokomerya sprievodca poPrincíp činnosti Coriolisovho prietokomerupred výberom metódy merania.
Ako vybrať prietokomer s oválnym prevodom
Nezačínajte len s priemerom potrubia. Začnite s procesom.
- Identifikujte kvapalinu.Zaznamenajte skutočné médium a prípadne jeho zloženie alebo koncentráciu.
- Stanovte viskozitu pri prevádzkovej teplote.Ak sa teplota výrazne zmení, uveďte rozsah viskozity a nie hodnotu jednej izbovej{0}}teploty.
- Definujte minimálny, normálny a maximálny prietok.Dimenzovanie okolo skutočného prevádzkového rozsahu pomáha predchádzať slabému-výkonu prietoku alebo nadmernej rýchlosti rotora.
- Skontrolujte tlak a dostupný diferenčný tlak.Merač musí spĺňať menovitý tlak systému bez vytvárania neprijateľných procesných strát.
- Potvrďte teplotné limity.Skontrolujte mechanické materiály aj elektroniku.
- Skontrolujte kompatibilitu navlhčeného{0}}materiálu.Zahrňte telo, rotory, tesnenia a ďalšie komponenty vystavené kvapaline.
- Vyberte požadovaný výstup.Rozhodnite sa, či systém potrebuje lokálnu indikáciu, impulzný výstup, analógový prenos, sčítanie alebo integráciu s ovládačom.
- Definujte požadovaný výkon merania.Oddeľte skutočné požiadavky na presnosť od potreby opakovateľnosti alebo jednoduchého{0}}monitorovania procesov.
Ak aplikačné podmienky nie sú stabilné, definujte najhorší vierohodný prevádzkový prípad, namiesto toho, aby ste meradlo vyberali iba z normálnych podmienok.
Postup inštalácie a uvedenia do prevádzky
Udržujte nečistoty mimo meracej komory. Ak môžu byť prítomné cudzie látky, bežne sa odporúča použiť vhodné predradené sitko. Dokumentácia oválneho prevodu OMEGA tiež varuje, že nečistoty môžu poškodiť mechanizmus a odporúča pomalé napĺňanie glukomeru namiesto toho, aby bol náhle vypustený vzduchom.
Glukomer by mal zostať počas merania plný kvapaliny. Tam, kde do procesu môže vstúpiť vzduch, riešte zdroj a neriešte nestabilné údaje len ako elektronický problém.
Dodržiavajte smer toku a prevádzkové limity uvedené výrobcom. Vyhnite sa nepretržitému chodu nad menovitým rozsahom prietoku a zvážte pulzáciu čerpadla tam, kde predradené zariadenie produkuje silne premenlivý prietok.
Po inštalácii skontrolujte reťazec signálov, ako aj samotný merač: výstup senzora, škálovanie impulzov, K-faktor, konfigurácia displeja a nastavenia PLC alebo počítadla by mali všetky predstavovať rovnaké technické jednotky.
Bežné problémy a čo najskôr skontrolovať
| Symptóm | Pravdepodobné príčiny | Prvé kontroly |
|---|---|---|
| Čítanie je nižšie, ako sa očakávalo | Vnútorné preklzávanie, opotrebovanie, nesprávny K-faktor alebo prevádzka pod vhodným rozsahom | Skontrolujte rozsah prietoku, viskozitu, kalibračný faktor a servisnú históriu |
| Čítanie je nestabilné | Strhnutý vzduch, pulzujúce prúdenie alebo nestabilné podmienky procesu | Skontrolujte kvapalinové vedenie a porovnajte nestabilitu s prevádzkou čerpadla |
| Rotory sa zastavia alebo sa obmedzí prietok | Znečistenie, nadmerná viskozita alebo vnútorné poškodenie | Skontrolujte sitko, pokles tlaku a voľnosť pohybu rotora podľa pokynov na údržbu |
| Pokles tlaku sa zvyšuje | Zanesené sitko, kontaminácia, vyššia viskozita alebo nadmerný prietok | Porovnajte aktuálnu teplotu, viskozitu a prietok s normálnymi prevádzkovými podmienkami |
| Zobrazená hlasitosť je neustále nesprávna | Nesprávne škálovanie, K-faktor alebo posun kalibrácie | Pred výmenou mechanického merača skontrolujte konfiguráciu impulzu |
Ak je potrebná kalibrácia, použite zdokumentovanú referenčnú metódu a výsledky si uchovajte, aby bolo možné porovnať zmeny v priebehu času. Článok na stránkeako kalibrovať prietokomerposkytuje dodatočné pozadie.
Často kladené otázky
Je prietokomer s oválnym ozubením objemovým meračom?
áno. Meria kvapalinu opakovanou izoláciou a prenosom definovaných objemov cez meraciu komoru, čo je základný objemový princíp.
Meria prietokomer s oválnym ozubením?
Nie. Jeho primárnou meranou veličinou je objem. Hmotnostný tok vyžaduje informácie o hustote alebo technológiu určenú na priame meranie hmotnosti.
Prečo sa na olej často používajú merače s oválnym ozubením?
Mnohé oleje sú čisté a relatívne viskózne, čo sú podmienky, ktoré môžu vyhovovať meraniu kladného výtlaku. Konečná voľba stále závisí od rozsahu prietoku, viskozity pri procesnej teplote, poklesu tlaku, materiálov a požadovanej presnosti.
Ovplyvňuje viskozita presnosť?
Môže to ovplyvniť výkon, pretože viskozita ovplyvňuje vnútorný sklz a stratu tlaku. Riedka kvapalina môže ľahšie unikať cez vnútorné medzery, zatiaľ čo vysoko viskózna kvapalina môže vyžadovať väčší diferenciálny tlak na pohyb rotorov.
Potrebuje merač s oválnym ozubením dlhé priame potrubia?
Jeho meranie nezávisí od vytvorenia profilu rýchlosti, ako to robia mnohé merače rýchlosti-, takže požiadavky na priamy-beh sú často menej náročné. Stále je potrebné dodržiavať pokyny na inštaláciu pre konkrétny model.
Prečo je sitko dôležité?
Merač obsahuje pohyblivé prvky a úzke vôle. Cudzí materiál môže obmedziť rotáciu, urýchliť opotrebovanie alebo zmeniť výkon merania.
Aké informácie by ste mali poskytnúť pred výberom merača?
Uveďte kvapalinu, viskozitu pri prevádzkovej teplote, minimálny a maximálny prietok, tlak, teplotu, požiadavky na pripojenie, požiadavky na zmáčaný -materiál, požadovaný výkon a cieľ merania-.
Záver
Princíp činnosti prietokomeru s oválnym ozubením je založený na priamom objemovom posune. Rotory opakovane izolujú známe objemy kvapalín, pohybujú ich meracou komorou a premieňajú ich rotáciu na mechanickú indikáciu alebo elektronický signál.
Tento mechanizmus vysvetľuje silné stránky aj limity technológie. Čisté viskózne kvapaliny sa môžu dobre hodiť na meranie oválnych ozubených kolies, zatiaľ čo kontaminácia, unášaný vzduch, nadmerná tlaková strata, nevhodné materiály a prevádzka mimo zamýšľaného rozsahu prietoku môžu znížiť výkon.
Pri výbere sa zamerajte skôr na úplný prevádzkový stav než na jedinú špecifikáciu. Vlastnosti tekutín, viskozita, rozsah prietoku, teplota, tlak, materiály, výkon a požiadavky na meranie by sa mali hodnotiť spoločne. Keď sa tieto faktory zhodujú s princípom kladného výtlaku, merací prístroj s oválnym ozubením môže poskytnúť praktické riešenie pre objemové meranie, dávkovanie a monitorovanie procesov.
